JP2002126561A

JP2002126561A - 解砕装置

Info

Publication number: JP2002126561A
Application number: JP2000328741A
Authority: JP
Inventors: Hideki Hoshino; 秀樹星野; Satoshi Ito; 聡伊藤
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2000-10-27
Filing date: 2000-10-27
Publication date: 2002-05-08

Abstract

(57)【要約】【課題】含水率が０〜８０％の塊状物をより均一な粒
径に解砕することが可能な解砕装置の提供。【解決手段】塊状物の投入される円筒状の外筒の上部
に塊状物を投入するための原料投入口を設け、前記外筒
の内部には複数の孔を有する円筒状の固定されたスクリ
ーンと、該スクリーン内部にスクリーンの形状に沿っ
て、回転する円錐状の基体上にブレードを具備したイン
ペラーを有し、原料投入口から供給された塊状物を前記
スクリーンと前記ブレードの間で摺動して解砕し、前記
外筒の下部には前記スクリーンから吐出された解砕物を
排出するための排出口を設けたことを特徴とする解砕装
置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は医薬品、食品、農
薬、肥料、洗剤、触媒、塗料、顔料、電子写真トナー、
プラスチックペレット等を取り扱う各種業界、分野にお
いて用いられる含水率０〜８０％の塊状物の解砕装置に
関するものであり、更に詳しくは特に解砕された後の粒
度分布が均一で処理能力の高い解砕装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】石灰石やセメント原料、プラスチック、
化学品などの原料の塊状物を細かく解砕して所望の品質
にする解砕機として、化学工学便覧化学工学協会編改
訂５版８２７〜８３６ページに記載されている解砕機、
例えばロールミル、スタンプミル、カッターミル、スク
リーンミルなどの解砕装置が広く用いられている。これ
らの解砕機の中でも解砕時の発熱を低く抑えたインペラ
ーとスクリーンを使用した解砕装置が知られている。例
えば特開平６−３０４４９１号、同７−８４６号、同９
−４０４１５号に記載されている解砕装置では、投入さ
れた塊状物が直接インペラーによる一次解砕処理である
ため、解砕された後の粒度分布が不均一であり、所望粒
度範囲内の解砕物を得ることが困難であった。このため
分級処理し、製品に影響を与えない範囲で粒度分布が広
い状態で使用したり、分級処理で外れた解砕物は次のロ
ットに入れて再度解砕処理を行うことが実施されている
が、目標とする粒度分布にすることは難しく、更には処
理能力や歩留まりの低下など製造コストが増加するとい
う問題点もあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来の技術に鑑みなされたものであって、その目的とす
るところは、含水率が０〜８０％の塊状物をより均一な
粒径に解砕することが可能な解砕装置を提供することに
ある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題は、下記の構成
により解決することができた。

【０００５】１）塊状物の投入される円筒状の外筒の上
部に塊状物を投入するための原料投入口を設け、前記外
筒の内部には複数の孔を有する円筒状の固定されたスク
リーンと、該スクリーン内部にスクリーンの形状に沿っ
て、回転する円錐状の基体上にブレードを具備したイン
ペラーを有し、原料投入口から供給された塊状物を前記
スクリーンと前記ブレードの間で摺動して解砕し、前記
外筒の下部には前記スクリーンから吐出された解砕物を
排出するための排出口を設けたことを特徴とする解砕装
置。

【０００６】２）塊状物が含水率０〜８０％であること
を特徴とする１）に記載の解砕装置。

【０００７】本発明において用いられる装置の一例を図
面に従って説明する。図１は解砕装置の本体部分の一例
を示す模式図である。図中１は塊状物を投入するための
原料供給部を示し、１１は原料投入口を示す。１２は原
料供給部の下端周縁に取り付けられた縁部を示す。２は
原料供給部の下部に取り付けられた円筒状の外筒を示
し、２１は外壁を示し、２２は底部を示し、底部２２は
外筒内径より小さく、周辺部に外壁２１に部分的に接合
する凸状部を設け（本図では示されていない）、該凸状
部で外壁２１に接合固定されている。２３は底部２２と
外壁２１の間にできた開口部を示す。２４は円筒状外筒
２の上端周縁に取り付けられた縁部を示し、２５は円筒
状外筒２の下端周縁に取り付けられた縁部を示す。３は
取り付け用の治具を示し、該治具３により原料供給部１
は外筒２に固定されており、取り付け用の治具３を解除
することで原料供給部１と外筒２は分離可能となってい
る。

【０００８】４は外筒２の下部に取り付けられた受器を
示し、４１は外壁を示し、４２は底部を示し、４３は受
器４の上端周縁部に取り付けられた縁部を示す。５は取
り付け用の治具を示し、該治具５により受器４は外筒２
に固定されており、取り付け用の治具５を解除すること
で受器４と外筒２は分離可能となっている。

【０００９】６は原料供給部１の中央に取り付けられた
動力部を示し、６１はモータを示し、６２は回転軸を示
す。本図では上部にある場合を示しているが、下部に取
り付けてもかまわない。又、動力部は別にしてベルト、
歯車等により動力を伝える方式であっても良い。

【００１０】７は複数の孔を有する円筒状のスクリーン
を示し、７１は円筒状基体を示し、７２は基体に空けら
れた孔を示す。７３は、スクリーン７を外筒２の内側に
取り外し可能な状態で取り付けるため、スクリーンと一
体になった取り付け部を示し、スクリーン７の上下に複
数個が配設されている。本図では示されていないがスク
リーン７は前記取り付け部７３で治具により外筒に取り
付け可能に固定されている。

【００１１】８はスクリーンの形状に沿って回転するこ
とが可能なインペラーを示し、上部のジョイント部９で
モータ６１の回転軸６２に結合されている。８１はイン
ペラー８の円錐状の基体を示し、表面は解砕効率を上げ
るため、凸状物又は凹部を設けても良い。θは円錐状の
基体８１の傾斜角度を示す。傾斜角度θは４５〜７５°
であり、より好ましくは５５〜６５°である。４５°未
満の場合は滞留時間が長くなり、生産能力が下がり、高
含水率の塊状物では塊状物が練られることでスクリーン
の閉塞が発生し好ましくなく、７５°を越えた場合は、
角度が急になり、解砕機能が下がり、又、解砕機が高く
なり作業性が悪くなり好ましくない。傾斜角度の選定は
塊状物の性状により適宜選択して使用することができ
る。

【００１２】８２は円錐状の基体８１に取り付けられた
ブレードを示す。ブレード８２の本数及び形状について
特に限定はなく、塊状物の性状、所望の解砕物粒度によ
り１本または２本以上及び／または丸棒、角棒、更には
突起等の加工を施した形態等を適用することができる。
Ａは塊状物を示し、Ｂは解砕物を示す。Ｘはインペラー
８の円錐状の基体８１の底面と外筒２の底面２２との距
離を示す。該距離Ｘは塊状物の種類、解砕物の大きさ、
解砕する条件等により変化するため固定した値は示すこ
とは困難であるが、設計するに当たっては距離が短い場
合、回転時の振動により底面との接触が生じる危険があ
り、距離が長い場合は解砕物がインペラーの円錐状の基
体の底面と外筒の底面との間に入り込み、インペラーの
回転が正常に保つことが難しくなるため、これらのこと
が生じない様に設計する必要がある。

【００１３】図２は解砕装置の本体部分の概略平面図で
ある。本図では、円筒状外筒の内部を説明するため材料
供給部１は省略してある。図中２６は底部２２の周辺部
に部分的に設けられた凸状部を示し、該凸状部２６によ
り外壁２１の内側に接合固定されている。２７は縁部２
４に設けられた取り付け治具３用の孔を示す。スクリー
ン７の外径は底部２２の外径と同じである。Ｙは開口部
２３の開口長を示す。

【００１４】該開口長Ｙは塊状物の種類、解砕物の大き
さ、解砕量等により変化するため固定した値を示すこと
は困難であるが、設計するに当たっては、開口長が短い
場合は解砕物が詰まり効率良く排出ができなくなる危険
があり、開口長が長すぎる場合は装置が大きくなるた
め、これらのことが生じない様に設計する必要がある。
Ｚはインペラー８とスクリーン７の距離を示す。該距離
Ｚは塊状物の種類、解砕物の大きさ、解砕条件等により
変化するため固定した値は示すことは困難であるが、設
計するに当たっては、距離が短い場合は回転時の振動に
より、インペラーとスクリーンの接触が生じる危険があ
り、距離が広すぎると解砕効果が減少するのでこれらの
ことが生じない様に設計する必要がある。他の符号は図
１と同義である。

【００１５】図３はスクリーン７の概略図である。図中
７４は取り付け部７３に配設された取り付け用の孔を示
す。本発明においては、スクリーンの孔形状及び孔の大
きさ、数について特に限定はなく、塊状物の性状、所望
の解砕物粒度により種々の大きさの丸孔、楕円孔、三角
孔、四角孔等及び数を適宜選択し必要に合わせ適用する
ことができる。スクリーンに使用する材質も特に限定は
なく、クロムメッキ鋼、ステンレス（ＳＵＳ３０４）等
が好ましい。塊状物の種類により適宜選択して使用する
ことができる。

【００１６】図４はインペラー８の概略図である。図４
（ａ）は円錐状の基体８１に凸状物がない場合の概略図
である。図４（ｂ）は円錐状の基体８１に回転方向と同
じ方向に螺旋状の凸状物を設けた場合の概略図である。
図４（ｃ）は円錐状の基体８１の上から下に板状の凸状
物を設けた場合の概略図である。図４（ｄ）は円錐状の
基体８１に小片状の凸状物を設けた場合の概略図であ
る。図中８３は円錐状の基体８１に設けた螺旋状の凸状
物を示し、螺旋の本数は塊状物の性状により適宜決める
ことが可能である。螺旋状の凸状物の形状は、塊状物の
性状により適宜決めることが可能である。

【００１７】８４は円錐状の基体８１の上から下に設け
た板状の凸状物を示し、設ける枚数は２〜６枚が好まし
く、多い場合はインペラーの回転の抵抗になり好ましく
ない。板状の凸状物の形状は、塊状物の性状により適宜
決めることが可能である。

【００１８】８５は円錐状の基体８１に設けた小片状の
凸状物を示し、配置は規則的に配列（例えば螺旋状）し
ても良いし、規則的でなくても良い。小片状の凸状物の
形状は、塊状物の性状により適宜決めることが可能であ
る。他の符号は図１と同義である。円錐状の基体８１に
前記突起物を配設することで、料供給口１１から投入さ
れた塊状物Ａがインペラー８の基体８１にぶつかった時
効率良く予備解砕され、更にインペラー８のブレードに
よりインペラーの周速で本解砕が連続的に行われ被解砕
物の滞留時間を短くし、効率良く解砕が行われ、塊状物
をより均一な粒径に解砕することが可能となる。

【００１９】尚、図示はしていないがインペラーの基体
８１の外表面は凹部（例えば半円型の凹部）が配設され
ていても良い。

【００２０】インペラーに使用される材質としては、変
形、割れ、折れに対して耐性を持っていれば特に限定は
なく、例えばスクリーンと同じクロムメッキ鋼、ステン
レス（ＳＵＳ３０４）が挙げられる。

【００２１】次に、前記のように構成された塊状物の解
砕装置について動作を説明する。モータ６１によりイン
ペラー８が回転された状態で、原料投入口１１から塊状
物Ａが投入されると、塊状物Ａはインペラー８に衝突し
て一次解砕される。一次解砕された塊状物はインペラー
８の円錐状基体の効果により、スクリーン内での滞留時
間が短く、更にブレード８２の全面にほぼ均一に分散さ
れて、ブレード８２とスクリーン７の間隙で同じ周速で
剪断されて所望の均一な粒径でスクリーン７を通り抜け
る。その後、解砕物Ｂは排出口２３から受器４に排出さ
れることで解砕が終了する。

【００２２】上記に示すように、本発明の解砕装置で
は、解砕工程で被解砕物が長時間高熱に晒されることが
ないので、熱に弱い塊状物の解砕には非常に適した解砕
装置である。

【００２３】本発明の解砕装置で解砕される塊状物は含
水率０〜８０％の湿潤状態であり、好ましくは、０〜６
０％である。８０％を越えた場合はスラリー化してしま
い解砕することが困難である。本発明の塊状物とは、含
水率０〜８０％で多数の微粒子が物理的な力で固められ
た物を言う。例えば、感光材料に使用する有機銀塩、半
導体原料、工業薬品（例えば脂肪酸、写真用粒状処理剤
等）、プラスチック、粉末食品、カーボンブラック等が
挙げられる。

【００２４】本発明での含水率は、（（湿潤状態の質量
−乾燥状態の質量）／湿潤状態の質量）×１００で表さ
れる。

【００２５】通常、インペラーの周速度としては、０よ
り大きく３０ｍ／ｓ以下の範囲であり、好ましくは０よ
り大きく２０ｍ／ｓ以下であり、更に好ましくは０より
大きく１０ｍ／ｓ以下である。３０ｍ／ｓを越えた場合
は熱劣化する素材では摩擦熱による劣化が生じるので好
ましくない。

【００２６】

【実施例】以下、本発明を実施例により、具体的に説明
するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

【００２７】実施例１《ハロゲン化銀乳剤Ａの調製》水９００ｍｌ中にオセイ
ンゼラチン７．５ｇ及び臭化カリウム１０ｍｇを溶解し
て温度３５℃、ｐＨを３．０に合わせた後、硝酸銀７４
ｇを含む水溶液３７０ｍｌと（９８／２）のモル比の臭
化カリウムと沃化カリウムを含む水溶液（硝酸銀と当モ
ル量）及びＫ₂〔Ｉｒ（ＮＯ）Ｃｌ₅〕を銀１モル当たり
１×１０^-4モルを、ｐＡｇ７．７に保ちながらコントロ
ールドダブルジェット法で１０分間かけて添加した。そ
の後４−ヒドロキシ−６−メチル−１，３，３ａ，７−
テトラザインデンを添加しＮａＯＨでｐＨを５に調整し
て平均粒子サイズ０．０６μｍ、粒子サイズの変動係数
１１％、〔１００〕面比率８７％の立方体沃臭化銀粒子
を得た。この乳剤にゼラチン凝集剤を用いて凝集沈降さ
せ脱塩処理を行い、その後フェノキシエタノール０．１
ｇを加え、ｐＨ５．９、ｐＡｇ７．５に調整した。更に
チオ硫酸ナトリウム及び塩化金酸で最適に化学増感を施
し、ハロゲン化銀乳剤Ａを得た。

【００２８】《有機脂肪酸Ｎａ溶液Ｂの調製》特殊機化
工業株式会社製のコンビミックスＳＢ−ＳＬ−２０型を
用いて以下の調製を行った。コンビミックスＳＢ−ＳＬ
−２０型の反応容器内で１８．９リットルの純水にベヘ
ン酸４４５．４ｇ、アラキジン酸３３５．１ｇ、ステア
リン酸２１９．５ｇを８０℃で溶解した。その際、アン
カーミクサーの回転数を７０ｒｐｍ、ホモディスパー及
びホモミクサーの回転速度を２５００ｒｐｍに設定し
た。次に１．５Ｍの水酸化ナトリウム水溶液２．２リッ
トルを添加した。次に濃硝酸２７．６ｍｌを加えた後、
５５℃に冷却して有機脂肪酸Ｎａ溶液Ｂを得た。

【００２９】《有機銀塩分散物Ｃの形成》上記の有機脂
肪酸Ｎａ溶液Ｂの温度を５５℃に保ったまま、アンカー
ミクサーの回転速度を９０ｒｐｍ、ホモディスパー及び
ホモミクサーの回転数を４０００ｒｐｍに設定し、上記
ハロゲン化銀乳剤Ａ１２９．２ｇと純水１．８リットル
を添加した。次にアンカーミクサーの回転速度を１００
ｒｐｍ、ホモディスパー及びホモミクサーの回転速度を
６０００ｒｐｍに設定し、１Ｍの硝酸銀水溶液２．８リ
ットルを２分間かけて硝酸銀投入パイプに通し、ホモミ
クサーの近傍に添加した。更にホモディスパー及びホモ
ミクサーの回転速度を５０００ｒｐｍに設定し、１０分
間攪拌し有機銀塩分散物Ｃを得た。

【００３０】《含水率７０％の有機銀塩塊状物Ｄ１の作
製》有機銀塩分散物Ｃを形成後１時間以内に、東興機械
株式会社製の遠心分離装置ＴＵ−２４型を用いて以下の
操作を行った。遠心分離装置ＴＵ−２４型の遠心加速度
を３００Ｇとして、スラリー供給用ホッパーより有機銀
塩分散物Ｃを供給した。供給終了後、３０秒間脱水を行
い（１次脱水工程）、引き続き洗浄水供給用ノズルより
洗浄水を供給してケーキ洗浄を開始した。濾液の伝導度
をモニターし、伝導度が５０μＳ／ｃｍ以下になったと
ころで洗浄水の供給を止め脱塩を終了した（脱塩工
程）。その後、遠心加速度を６００Ｇとして脱水を行っ
た（２次脱水）。以上の操作により、有機銀塩塊状物Ｄ
１を得た。尚、洗浄水温度は２５℃、２次脱水時間は２
０分間で行った。

【００３１】得られた有機銀塩塊状物Ｄ１の含水率は、
〔（ウェット質量−ドライ質量）／ウェット質量〕×１
００（％）で表すと、７０質量％であった。

【００３２】なお、ドライ質量は、赤外線乾燥装置によ
る乾燥減量が無くなったときの質量である。

【００３３】《有機銀塩解砕物Ｅ１の作製》含水率７０
％の有機銀塩塊状物Ｄ１、５ｋｇを図１に示す本発明の
解砕装置を用いて解砕処理を行った。インペラーのブレ
ードは四角型を用い、スクリーン孔は丸穴形状（穴径：
１．０ｍｍ）、スクリーン孔密度、１６個／ｃｍ²を用
い、インペラーとスクリーンの間隙は０．５ｍｍ、イン
ペラーの基体の角度６０°、開口部の長さは１５０ｍ
ｍ、インペラーの円錐状の基体の底面と外筒の底面との
距離は１．５ｍｍとした。また、解砕時の周速９ｍ／ｓ
に設定した。この処理により有機銀塩解砕物Ｅ１を得
た。

【００３４】《有機銀塩解砕物Ｆ１の作製》有機銀塩解
砕物Ｅ１の作製に使用した含水率８０％の有機銀塩塊状
物Ｄ１、５ｋｇを、（株）クアドロ製解砕装置（コーミ
ル）を用いて解砕処理を行った。尚、インペラーのブレ
ード、スクリーン孔形状、スクリーン孔密度、インペラ
ーとスクリーンの間隙、回転数は有機銀塩解砕物Ｅ１の
作製時と同じに設定して行い、有機銀塩解砕物Ｆ１を得
た。

【００３５】次いで、有機銀塩解砕物Ｅ１、Ｆ１をそれ
ぞれ振動篩により分級処理を行った。篩は、目開きが３
５５μｍ、５００μｍを用いた。５分間振動させた後、
各目開きの篩で篩別された有機銀塩解砕物の質量の割合
を、（篩別された有機銀塩解砕物の質量／全有機銀塩解
砕物の質量）×１００（％）で計算した結果を表１に示
す。

【００３６】

【表１】

【００３７】上表に示す如く、本発明の解砕装置を使用
して作製した解砕物Ｅ１は、（株）クアドロ製解砕装置
（コーミル）の解砕装置を使用して調製した解砕物Ｆ１
に比べ、より均一な粒径の解砕物を得ることができた。
更に、所望粒度範囲内の歩留が従来に比べて高いため、
製造コストを大幅に下げることができるので、経済的に
も極めて有利である。

【００３８】実施例２《含水率０％の有機銀塩塊状物Ｄ２の作製》実施例１で
得られた有機銀塩塊状物Ｄ１をそのまま棚段乾燥したも
のを、有機銀塩組成物Ｄ２とした。その際、棚段乾燥は
箱型乾燥器を用いて４０℃の熱風により７１時間乾燥を
行った。

【００３９】得られた有機銀塩塊状物Ｄ２の含水率は、
〔（ウェット質量−ドライ質量）／ウェット質量〕×１
００（％）で表すと、０質量％であった。

【００４０】なお、ドライ質量は、赤外線乾燥装置によ
る乾燥減量が無くなったときの質量である。

【００４１】《有機銀塩解砕物Ｅ２の作製》含水率０％
の有機銀塩塊状物Ｄ１、５ｋｇを図１に示す本発明の解
砕装置を用いて解砕処理を行った。インペラーのブレー
ドは三角型を用い、スクリーン孔は丸穴形状（穴径：
１．０ｍｍ）、スクリーン孔密度、１６個／ｃｍ²を用
い、インペラーとスクリーンの間隙は０．５ｍｍ、イン
ペラーの基体の角度６０°、開口部の長さは１００ｍ
ｍ、インペラーの円錐状の基体の底面と外筒の底面との
距離は１．０ｍｍとした。また、解砕時の周速７．５ｍ
／ｓに設定した。この処理により有機銀塩解砕物Ｅ２を
得た。

【００４２】《有機銀塩解砕物Ｆ２の作製》有機銀塩解
砕物Ｅ２の作製に使用した含水率０％の有機銀塩塊状物
Ｄ１、１００ｋｇを、（株）クアドロ製解砕装置（コー
ミル）を用いて解砕処理を行った。尚、インペラーのブ
レード、スクリーン孔形状、スクリーン孔密度、インペ
ラーとスクリーンの間隙、回転数は有機銀塩解砕物Ｅ２
の調製時と同じに設定して行い、有機銀塩解砕物Ｆ２を
得た。

【００４３】次いで、有機銀塩解砕物Ｅ２、Ｆ２をそれ
ぞれ振動篩により分級処理を行った。篩は、目開きが３
５５μｍ、５００μｍを用いた。５分間振動させた後、
篩別された脂肪酸解砕物の質量を測定し実施例１と同じ
計算式により比率を算出した結果を表２に示す。

【００４４】

【表２】

【００４５】上表に示す如く、本発明の解砕装置を使用
して作製した解砕物Ｅ２は、（株）クアドロ製解砕装置
（コーミル）の解砕装置を使用して調製した解砕物Ｆ２
に比べ、より均一な粒径の解砕物を得ることができた。
更に、所望粒度範囲内の歩留が従来に比べて高いため、
製造コストを大幅に下げることができるので、経済的に
も極めて有利である。

【００４６】

【発明の効果】含水率０〜８０％である塊状物を解砕す
ることができ、且つ均一な粒径の解砕物を得ることがで
きた。

【図面の簡単な説明】

【図１】解砕装置の本体部分の一例を示す模式図であ
る。

【図２】解砕装置の本体部分の概略平面図である。

【図３】スクリーンの概略図である。

【図４】インペラーの概略図である。

【符号の説明】

１原料供給部２外筒４受器６動力部７スクリーン８インペラー２２底部２３開口部６１モータ６２回転軸７２孔８１基体８２ブレード８３、８４、８５凸状物 θ 傾斜角度Ｘ、Ｚ距離Ｙ開口長

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】塊状物の投入される円筒状の外筒の上部
に塊状物を投入するための原料投入口を設け、前記外筒
の内部には複数の孔を有する円筒状の固定されたスクリ
ーンと、該スクリーン内部にスクリーンの形状に沿っ
て、回転する円錐状の基体上にブレードを具備したイン
ペラーを有し、原料投入口から供給された塊状物を前記
スクリーンと前記ブレードの間で摺動して解砕し、前記
外筒の下部には前記スクリーンから吐出された解砕物を
排出するための排出口を設けたことを特徴とする解砕装
置。
【請求項２】塊状物が含水率０〜８０％であることを
特徴とする請求項１に記載の解砕装置。